Портативное оборудование для анализа воды и водных сред: готовые решения для лабораторных и внелабораторных условий

А. Муравьёв, к.х.н., muravyov@christmas-plus.ru,
М. Кузьмин, ЗАО «Крисмас+»

Аннотация

В настоящем кратком обзоре освещены технологии и соответствующее портативное оборудование для анализа воды и водных сред, включая почвенные вытяжки. Данное направление приобретает ещё большую актуальность и значимость благодаря многолетней работе научных и конструкторских подразделений ЗАО «Крисмас+» (ГК «Крисмас»), позволившей создать эффективные технологические заделы. Сотрудниками компании были детально проработаны вопросы методики применения, подобраны удобные современные комплектующие и оптимизирована укладка изделий, а также оценены реальные сроки годности готовых аналитических рецептур.  Все это позволяет обеспечить надёжность и удобство в эксплуатации портативного оборудования, будь то настольная лаборатория или тест-комплект. 

Санкт-Петербургская инновационная компания «Крисмас+», основанная в 1995 году, специализируется на разработке и производстве химико-аналитических систем контроля окружающей среды для применения в полевых и лабораторных условиях. Широкая линейка продукции включает портативные мини-лаборатории, а также настольные, ранцевые и корпусные лаборатории, тест-комплекты для количественных и полуколичественных анализов, наборы вспомогательного оборудования, сигнальные тест-системы и т.п. Особое внимание компания уделяет портативным  системам, которые позволяют выполнять анализы в полевых условиях почти так же эффективно, как и в условиях специализированных лабораторий. 
Быстрые химические анализы с применением несложного и готового к применению оборудования требуются во многих отраслях. В числе наиболее практически значимых направлений можно отметить следующие: 

• химический анализ воды: питьевой, в том числе расфасованной, сточной, воды из природных водоёмов; грунтовых вод, в том числе обладающих агрессивностью по отношению к бетонным сооружениям и фундаментам; воды систем водоподготовки и котлового теплоэнергетического и силового оборудования;
• исследования химических показателей состояния почвы посредством анализа почвенных вытяжек, дающие важную информацию для агротехнических, мониторинговых, агрохимических, геодезических и др. служб;
• санитарный анализ продуктов питания и готовых блюд, включающий оценку санитарного состояния объектов питания; 
• контроль загрязнённости воздуха с применением производимых компанией индикаторных трубок модели ТИ-[ИК-К].

Пятьдесят три наименования таких трубок внесены в Государственный реестр средств измерений (Госреестр СИ № 24321-13) и применяются совместно с серийно производимым аспиратором типа НП-3М (Госреестр СИ № 18166-99) и различными аксессуарами (пробоотборным зондом, камерой пробоотборной и др.) при оценке вредных факторов и условий труда на производстве, мониторинге газовых выбросов промышленных предприятий и др.

Работа выпускаемого оборудования базируется на сравнительно простых технологиях анализа, унифицированных по применяемым операциям, большинство из которых являются типовыми для методик и аппаратуры реагентного химического анализа. Анализ с использованием готовых к применению реагентов и материалов легко выполним как специалистом-аналитиком, так и работником со средним специальным образованием после двух-трёхчасового мини-тренинга. Все операции чётко и доступно описаны в руководствах по эксплуатации, благодаря подробному и наглядному изложению, их можно быстро понять и освоить. Изделия комплектуются готовыми реагентами и растворами, посудой, всеми необходимыми принадлежностями, к каждому из них прилагается руководство по эксплуатации. Если какой-то раствор не может храниться долго, предоставляется весь необходимый инструментарий и компоненты для его приготовления на месте.

Кроме индивидуальных тест-комплектов для определения одно вещества или параметра, ЗАО «Крисмас+» производит портативные мини-лаборатории и комплектные наборы для проведения комплексных экспресс-анализов. Такие наборы, как правило, более востребованы, так как на практике комплексный анализ проводится чаще, чем определение одного параметра. Для всех мини-лабораторий и наборов предусмотрена возможность пополнения: при расходовании, повреждении, утрате или по окончании срока годности какого-либо реагента или тест-комплекта в составе набора, его всегда можно приобрести отдельно.

В качестве хорошего примера изделия для готового многокомпонентного анализа можно привести мини-экспресс-лабораторию для химического контроля окружающей среды «Пчёлка-Р» (сертификат № РОСС RU.03 ЭЧ 17.Н 0309 системы АСС МЧС России). В состав данной мини-экспресс-лаборатории, которая давно и широко применяются государственными и ведомственными службами при обследовании загрязнений техногенной среды в зоне ЧС, входят производимые компанией «Крисмас+» индикаторные трубки с аспиратором НП-3М, тест-системами, различными полезными принадлежностями и документацией.

Специалисты компании серьёзно подходят к вопросам стандартизации измерительных средств и используемых в них методик, к вопросам соответствия нормативно-техническим документам (НТД) Российской Федерации. Во многих изделиях применены химико-аналитические методики, уже аттестованные и внесенные в действующие НТД. При необходимости, проводится их адаптация для использования в портативных системах: вносятся небольшие изменения в перечень используемых средств измерений и оборудования, алгоритм, диапазон рабочих температур и т.п., после чего методика заново проходит аттестацию. Если в каких-то изделиях не удается использовать нормативные методики, специалисты компании разрабатывают собственные оригинальные методики, которые проходят аттестацию и получают статус полевых. Было успешно модифицировано более 20 нормативных методик анализа питьевой, природной и котловой воды. Кроме того, разработано девять оригинальных методик анализа воды, которые внесены в Федеральный реестр МИ и признаны пригодными для тест-комплектов, полевых и ранцевых мини-лабораторий. В отдельных случаях, когда нет возможности использовать аттестованную методику или разработать оригинальную, приходится упрощать продукцию до уровня тест-комплектов или сигнальных тест-систем, не требующих аттестации.

Унификация аналитических систем и комплектующих является одной из основ стандартизации продукции ЗАО «Крисмас+». Для определения различных компонентов используются по возможности унифицированные аналитические методы, то есть сходные по основным типовым операциям и оснащению. Реактивы и растворы готовятся по более или менее одинаковой схеме, проходят единую процедуру контроля качества. Компоненты наборов компактные, легкие, эргономичные и удобные в использовании. Флаконы для реактивов изготовлены из полипропилена, фторопласта или полиэтилентерефталата (ПЭТ) – они не бьются, удобно открываются, химически инертны и герметичны. Реактивы и инструменты (пипетки, пробирки и т.п.) уложены блоками, каждый из которых представляет собой индивидуальный тест-комплект для определения одного или нескольких аналогичных веществ. Содержимое каждого из блоков укладывается в специальный ложемент.

Компания «Крисмас+» ориентирована на импортозамещение: все инструменты, реактивы и средства, входящие в комплект аналитических систем, производятся в России. В отличие от многих зарубежных анализаторов, продукция компании полностью соответствует российским стандартам и нормативно-технической документации и имеет сертификаты на официальное использование в России.

Анализ воды и химический контроль в системах водоподготовки

В отличие от воздуха и газов, обеспеченном аттестованными индикаторными трубками – хорошим инструментарием для внелабораторного количественного анализа загрязнителей, пробы воды гораздо чаще анализируются в лабораториях, чем в полевых условиях. Рынок средств для экспресс-контроля воды в нашей стране относительно невелик и в основном представлен продукцией зарубежных фирм: LaMotte, Hach, Merck Millipore и др. В то же время процедуры анализа воды регламентируются множеством нормативных документов, которым зарубежные анализаторы часто не соответствуют, поэтому потребность рынка в отечественных средствах экспресс-контроля воды весьма высока.

Специалисты ЗАО «Крисмас+» модифицировали многие методики, предназначенные и аттестованные для лабораторных анализов, для применения в полевых условиях. Особое внимание при этом они уделяли легкости пробоподготовки и аналитической процедуры, унификации методов, простоте визуализации и интерпретации результатов, а также возможности проведения анализов в самых разных условиях. В большинстве методик расширен диапазон рабочих температур, значений атмосферного давления и влажности воздуха. Портативные тест-комплекты и лаборатории количественного анализа воды компании «Крисмас+» можно использовать при температурах от 10 до 35˚С, а сигнальные тест-системы – от 5 до 50˚С. Давление и влажность нормируются лишь для тех методик, где используются приборы (фотоэлектроколориметры, кондуктометры, рН-метры).

Аналитические системы «Крисмас+» – портативные тест-комплекты, полевые лаборатории, мини-экспресс-лаборатории – позволяют количественно определять в водных пробах более 60 различных веществ, измерять такие важные показатели, как pH, общую минерализацию, окисляемость, мутность, жёсткость и т.п. Результат колориметрических анализов определяется путем визуального сравнения цвета или интенсивности окраски раствора со шкалой. Средства титриметрического анализа этого класса комплектуются достаточно точными полимерными экспресс-пипетками.

Тест-комплекты для количественного анализа методом колориметрии содержат полевой фотоколориметр «Экотест-2020», который компания производит совместно с НПП «Эконикс». Прибор внесен в Государственный реестр средств измерений. Он имеет восемь светодиодных источников света с длинами волн от 400 до 850 нм и запрограммирован под унифицированные методики выполнения измерений с помощью тест-комплектов и полевых лабораторий ЗАО «Крисмас+». В память прибора внесены коэффициенты градуировочных характеристик определяемых компонентов. Концентрация определяемого вещества рассчитывается автоматически и выводится на дисплей фотоколориметра.

Полевые лаборатории контроля воды и водных вытяжек серии НКВ служат для исследования образцов воды по многим показателям и представлены рядом модификаций – контейнерных, ранцевых, настольных. Их главные пользователи – экологические службы, образовательные учреждения, подразделения центров гигиены и эпидемиологии. Лаборатории серии НКВ в разных модификациях позволяют определять от 18 до 40 показателей, среди которых общая жёсткость, окисляемость, общая минерализация, pH, цветность, мутность, вкус, запах, содержание ряда катионов и анионов, остаточный хлор. Системы полностью автономны: анализы можно проводить как в помещениях, так и в полевых условиях. Существуют ранцевые модификации для комплексных экспедиций. Разработка лабораторий НКВ защищена патентом Российской Федерации, все использованные методики анализа основных показателей аттестованы и внесены в Федеральный реестр методик выполнения измерений.

Комплектные лаборатории серии НКВ непрерывно совершенствуются. Сейчас наибольшей популярностью пользуется модификация НКВ-12, конструкция которой изначально задумывалась для лабораторий инженерных войск. Она представляет собой кейс-чемодан («кейс-бокс»), который при разворачивании превращается в настольную лабораторию, имеющую 2 рабочих места оператора. Качество воды и состав водных вытяжек определяется не менее чем по 24 показателям. НКВ-12 выпускается в восьми комплектациях, в том числе: «Вода природная и водоподготовка», «Водоснабжение и водоотведение», «Воды агрессивные грунтовые», «Вода расфасованная». По согласованию с заказчиком, возможны специальные комплектации и дополнение нужными измерительными приборами и тест-комплектами.

Анализ котловой воды

Анализ котловой воды имеет ряд особенностей, связанных со сложностью отбора проб и необходимостью кондиционирования воды перед проведением анализов. Образцы отбираются из труб под давлением до 50 атмосфер, поэтому к отбору проб допускается только сертифицированный персонал. Согласно действующим нормативно-техническим документам, для анализов котловой воды по отдельным компонентам требуется значительно более высокая чувствительность, чем для питьевой и природной воды. 

Водно-химическая котловая экспресс-лаборатория ВХЭЛ применяется для химико-аналитического контроля содержимого водных и паровых котлов в больших и малых котельных, ТЭЦ, тепловых сетях, различных котлоагрегатах. Контроль ведётся прежде всего с целью проверки соответствия параметров качества воды и пара нормативным значениям согласно установленным на объекте планам водно-химического контроля. С применением ВХЭЛ могут отбираться и анализироваться разнообразные среды (потоки) из точек отбора, встречающихся на большинстве производственных площадок: воды после деаэраторов, после подпиточного насоса, сетевой воды перед котлом и после сетевого насоса, конденсата пара и т.п.
Главный модуль ВХЭЛ сделан в виде переносного кейс-бокса массой ~20 кг, который можно вешать на стену или ставить на стол. В секциях ящика находятся флаконы и упаковки с реактивами и растворами, необходимые инструменты и посуда, средства защиты. Ящик имеет откидную полку-столик. Главный модуль ВХЭЛ позволяет определять девять показателей: pH, общую и карбонатную жесткость, общую и карбонатную щелочность, содержание общего железа, кислорода, хлоридов и нитратов. Различные модификации ВХЭЛ содержат дополнительные тест-комплекты для определения мутности, прозрачности, содержания аммиака, кремниевой кислоты, нитритов, фосфатов. Модификации ВХЭЛ-2 и ВХЭЛ-3 включают портативный кондуктометр «Эксперт-002-2» для определения удельной электрической проводимости и общего содержания солей.

Помимо комплектных лабораторий, выпускаются индивидуальные тест-комплекты для анализа указанных выше параметров котловой воды, а также перманганатной окисляемости, содержания примесей нефтепродуктов и масел. Для облегчения процедуры отбора проб и кондиционирования были разработаны вспомогательные изделия – набор для отбора и переноски проб, комплект средств для приготовления очищенной воды. Они могут приобретаться вместе с лабораториями ВХЭЛ и использоваться в полном аналитическом цикле объекта теплоэнергетики, включая анализ при работе систем водоподготовки.

Судовая водно-химическая экспресс-лаборатория СЛКВ, выполненная аналогично ВХЭЛ, применяется для экспресс-контроля рабочих показателей технической воды, используемой при эксплуатации судов: в силовых установках, установках водоочистки и водоподготовки.

Анализ почвенных вытяжек

Химический анализ почвенных вытяжек в целом аналогичен анализу воды. БОльшая трудоемкость связана с необходимостью предварительного отбора и подготовки почвенных образцов и приготовления почвенных вытяжек. Каждый из этапов, включая саму процедуру анализа, регламентируется рядом нормативно-технических документов, которые существенно отличаются от предусмотренными методиками анализа воды, особенно в части. Для работы с почвами и почвенными вытяжками компанией разработаны и производятся специальные серии средств экспресс-анализа почвенных вытяжек, хотя в отдельных случаях почвенные вытяжки можно анализировать и «водными» средствами.

Портативные средства для химического анализа почвы как на российском, так и на зарубежном рынке, представлены практически только продукцией ЗАО «Крисмас+».

Для анализа почвы компания «Крисмас+» предлагает индивидуальные измерительные комплекты и комплектные мини-лаборатории, с помощью которых можно определять кислотность, влажность, катионообменную ёмкость почвы, содержание в почве основных катионов и анионов, фенолов, нефтепродуктов и т.п. Методики, используемые данными изделиями, соответствуют действующей нормативно-технической документации по анализу почв. 

Ранцевая почвенная лаборатория РПЛ выполнена в виде рюкзака объёмом до 100 л и весом не более 20 кг. Базовая модификация содержит все необходимое для комплексного исследования почвы по 11 основным показателям: тест-комплекты, тест-системы, набор посуды и реактивов для приготовления водных и солевых почвенных вытяжек, весы с разновесами, почвенный термометр, просеивающее сито и другие инструменты. Расширенные модификации лаборатории могут содержать набор-укладку для фотоколориметрирования с прибором «Экотест-2020», кондуктометр и pH-метр. 

Настольную почвенную лабораторию НПЛ можно применять как в стационарной лаборатории, так и в условиях базового лагеря. Она выполнена в виде раскрывающегося кейс-бокса, который в открытом виде представляет собой полноценное рабочее место оператора. Лаборатория содержит полный комплект реактивов и оборудования для анализа почвы по 14 показателям, включая набор для приготовления вытяжек, pH-метр и кондуктометр. Если визуально-колориметрический метод не обеспечивает нужную потребителю точность анализа, отдельно можно приобрести набор-укладку для фотоколориметрирования.

Образовательные проекты

Следует особо отметить работу компании в сфере образования. ЗАО «Крисмас+» имеет собственный учебный центр, на базе которого работает региональный специализированный орган по сертификации образовательных услуг в области экологического и естественнонаучного практикума. Орган зарегистрирован в реестре системы «Учсерт» Российской академии образования (аттестат аккредитации № RU.ИОСО.110007). 

Портативное оборудование для химического анализа воды и водных вытяжек используется как готовый к применению инструментарий для обеспечения практико-ориентированных, учебно-научных, проектных и т.п. работ в различных образовательных областях. Функциональное назначение оборудования ЗАО «Крисмас+» обусловливает его особую значимость для образовательных и профессиональных практических работ экологической направленности по разнообразной предметной тематике. Это актуально для общего, среднего специального и высшего профессионального, а также соответствующего дополнительного образования – в частности,  в направлениях химического и биологического образования, в области безопасности (ОБЖ, БЖ), технологии, наук о земле и многих других. 

Заключение

ЗАО «Крисмас+» обладает производственными мощностями, штатом высококвалифицированных специалистов и соответствующим опытом, позволяющим осуществлять выпуск современных мобильных лабораторий и портативных средств химического анализа под различные цели и «под ключ». Компания берёт на себя полную ответственность за всю поставляемую продукцию согласно действующему законодательству Российской Федерации. Если в поставляемый комплект изделий входят приборы других производителей, наши специалисты обеспечивают или организуют, при необходимости, также их сервисное и гарантийное обслуживание.

Тесное взаимодействие ЗАО «Крисмас+» с потребителями создает необходимые предпосылки для широкого применения продукции компании в самых разных областях – от социальной сферы до промышленных и теплоэнергетических предприятий.

Полный перечень оборудования для анализа воды
Общая информация

Для консультации и по вопросам приобретения просьба обращаться: 
voda@christmas-plus.ru
8 (800) 302-92-25 (звонок по РФ бесплатный)
8 (812) 575-54-07, 575-55-43

Подписывайтесь на наш канал в Ютюбе!
Вы всегда будете в курсе наших последних новостей и сможете наглядно познакомиться с нашей продукцией.